Когда все клеится: 5 инноваций для закрытия и лечения ран

Традиционные хирургические нити постепенно уступают место инновационным. На помощь врачам также приходят умные клеи и пластыри, которые не просто закрывают рану, а контролируют ее состояние, минимизируют риски инфекции, ускоряют заживление, доставляют обезболивающие средства, уменьшают рубец. О некоторых из них — в сегодняшнем обзоре evercare.ru.

Что выступает локомотивом

Согласно новому отчету Reports and Data, мировой рынок хирургических клеев достигнет 8,52 млрд долларов к 2027 году. В основном это связано со старением населения и увеличением числа несчастных случаев и операций после рака (особенно реконструктивных операций на груди), реконструктивных операций при врожденных дефектах или родимых пятнах, а также косметических вмешательств (лазерная эпиляция, подтяжка живота).

Некоторые из преимуществ этих клеев включают быстрое закрытие раны, безболезненное нанесение, отсутствие следов швов. Хирургический клей (также можно встретить термин «жидкие швы») используется для закрытия как крупных, так и мелких ран.

Из недостатков — более высокая по сравнению с нитями цена и аллергия у некоторых пациентов. Кроме того, клей нельзя использовать у тех людей, у кого имеется повышенный риск медленного заживления ран, таких как пациенты с сахарным диабетом.

Аналитики из другого агентства — Arizton отмечают, что COVID-19 серьезно повлиял на рынок материалов и устройств для закрытия хирургических ран. Это связано с тем, что 44% покупок приходится на госпитальный сектор, а большое количество плановых операций из-за пандемии откладывается.

Нити и иглы по-прежнему доминируют в сегменте, однако существует огромный спрос на неинвазивные хирургические устройства. Сегодня расскажем о некоторых из них.

Нити с гелевой оболочкой

Канадские ученые из Макгиллского университета разработали нити с прочной гелевой оболочкой (TGS), пишет журнал Science. Гелевая оболочка TGS имитирует поверхность сухожилий — она такая же мягкая и скользкая, поэтому не может повредить живую ткань. Под оболочкой находится пучок коллагеновых волокон, способных транспортировать жидкие лекарственные вещества в ткани.

Испытания на крысах показали высокую эффективность новых нитей при сшивании тканей сердца, печени и кожи. Их коэффициент трения в два-три раза ниже, чем у традиционных образцов, и сравним с хрящевым суставом. Загрузка антисептика в нить уничтожила 99% бактерий, которые попали в шов. И главное — новые нити практически не вызывали воспаления тканей.

В перспективе технология может быть использована для мониторинга ран с помощью ближней инфракрасной визуализации, говорят ученые.

BandGrip бросает якорь

Микроякорное устройство для закрытия ран BandGrip более чем в пять раз быстрее закрывает все изученные ортопедические разрезы по сравнению с традиционными швами. Экономия времени при реконструкции передней крестообразной связки, простой артроскопии и общих разрезах может привести к тому, что хирурги увидят меньше раневых инфекций после операции.

BandGrip — повязка 3,5x1.5 дюймов, которую различные медицинские работники могут наложить без участия хирурга. BandGrip использует минимально инвазивные «микроякоря», которые мягко и надежно захватывают верхний слой кожи (дерму), но не прокалывают его, чтобы стянуть края кожи вместе.

Компрессионная повязка с термометрией

Пациенты с открытой раной, такой как пролежень или язва стопы, должны часто проверять, насколько хорошо она заживает. Это может потребовать регулярных походов к врачу. Благодаря новой умной компрессионной повязке, разработанной исследователями из Университета Глазго, этого вскоре можно будет избежать. 

Гибкий клейкий пластырь размером 3х6 см использует датчики, которые одновременно измеряют, насколько напряжена кожа и какова температура тела пациента, что может повлиять на процесс заживления. Выяснить правильное давление и как контролировать температуру тела было непростой задачей. Исследования показывают, что заживление ран лучше всего происходит при температуре тела от 36°C до 38°C.

Умная повязка поставляется с беспроводным устройством, которое может отправлять обновления о состоянии раны в приложение для смартфона.

Мониторинг заживления ран — не единственное возможное применение. Повязку можно использовать для контроля дыхания и даже обнаружения симптомов COVID-19.

Влага не помеха

Ученые из Наньянского технологического университета Сингапура (NTU Singapore) изобрели новый тип хирургического клея CaproGlu, который может помочь быстрее соединить кровеносные сосуды и закрыть раны и служить платформой для доставки обезболивающих препаратов.

В статье, опубликованной в журнале Elsevier's Biomaterials, исследователи показали, что их клей может связывать мягкие ткани, включая мышцы и кровеносные сосуды, даже когда их поверхность влажная.

Для изготовления материала команда объединила два ингредиента — биоразлагаемый поликапролактон и светочувствительную молекулу диазирин, которая образовывает прочные связи при активации (для этого достаточно низкой дозы ультрафиолетового излучения). Клей самостоятельно рассасывается через несколько недель после применения.

Команда показала в экспериментах на животных, что кровеносные сосуды могут быть соединены всего четырьмя стежками и сетчатой оберткой, смоченной в CaproGlu, по сравнению с восемью стежками, которые обычно необходимы для надежного и беспрепятственного соединения. По оценкам авторов, это позволит сократить продолжительность операции на 25%, поскольку хирурги тратят меньше времени и усилий на сшивание кровеносных сосудов и тканей.

Сорвать пластырь без боли

Инженеры Массачусетского технологического института разработали двусторонний клей, который может быстро и прочно прилипать к влажным поверхностям, таким как биологические ткани. Они показали, что ленту можно использовать для герметизации разрывов в легких и кишечнике в течение нескольких секунд или для прикрепления имплантатов и других медицинских устройств к поверхностям таких органов, как сердце.

Удаление пластыря потенциально может вызвать воспалительную реакцию в тканях и продлить заживление. Ученые сделали так, чтобы этого избежать: их безболезненный пластырь для внутренних органов можно приклеить, а потом легко сорвать, не причинив никаких неприятных ощущений.

Рассматривая конструкции для их оригинального клея, исследователи быстро поняли, что ленте чрезвычайно трудно прилипать к влажным поверхностям, так как тонкий слой воды предотвращает закрепление большинства клеев, пишет журнал Proceedings of the National Academy of Sciences. Чтобы обойти естественную скользкость ткани, команда разработала свой оригинальный клей из биосовместимых полимеров, включая полиакриловую кислоту, высоко абсорбирующий материал, который традиционно применяется, например, в подгузниках.

Скрестить пистолеты

Исследователи Израильского технологического института создали мягкий биосовместимый клей, который может быстро и легко закрывать раны и разрезы и который не вызывает токсических побочных эффектов.

Клей содержит модифицированную форму того же поликапролактона, который применяют сингапурские разработчики. Он активно изучается во всем мире с точки зрения использования его в медицинских имплантатах и лекарственных покрытиях, поскольку полимер постепенно разрушается внутри организма в течение нескольких недель или месяцев.

Хотя клинические исследования еще не проведены, эксперименты in vitro и in vivo уже показали биосовместимость и безопасность для животных.

Команда разработала клей в твердой форме в виде палочки, как те, которые используются в промышленных клеевых пистолетах, поэтому его легко хранить и использовать, в отличие от большинства других аналогичных продуктов, которые выпускаются в жидкой форме. Как только палочка помещается в пистолет (в испытаниях они использовали обычный магазинный клеевой пистолет), она нагревается примерно до 45°C и становится достаточно горячей, чтобы превратиться в густую жидкость, но не настолько горячей, чтобы обжечь здоровые ткани.

Соприкасаясь с человеческой тканью, клей охлаждается до температуры тела – около 37°С – и связывается с окружающей тканью, быстро превращаясь в полутвердое вещество, достаточно сильное, чтобы закрыть раны, но достаточно эластичное, чтобы обеспечить нормальное движение. Весь процесс занимает несколько секунд.

В ходе лабораторных испытаний было обнаружено, что горячий клей создает связь почти такую же прочную, как существующие медицинские клеи, но без каких-либо токсических эффектов, говорится в статье в журнале Advanced Functional Materials.

В настоящее время команда дорабатывает клей, чтобы улучшить его адгезивную способность, прежде чем приступать к клиническим испытаниям на людях в ближайшие пару лет.

Текст подготовила Екатерина Погонцева